電池防爆閥倒置?廠商此舉意欲何為?
隨著新能源汽車滲透率的快速提升,整車安全事故也開始增多。對相關車輛事故梳理發現,主要原因包括電池部件老化、外部碰撞、高溫天氣、電池熱失控、高負荷等。其中,用火用電因素所導致的火災占一半以上。
另一方面,從終端來看,安全、續航、充電、成本和殘值仍然是影響消費者購買電動汽車的主要顧慮,而其核心對象仍然是需要從動力電池著手。
底部防爆閥設計成新趨勢?
日前,蜂巢能源之前在其第三屆電池日上正式對外發布的“龍鱗甲電池”,該電池系統的一大特點就是電芯防爆閥設計與傳統設計相比有了“顛覆式革新”:“龍鱗甲”采用防爆閥置于短刀電芯底部的創新結構設計。
現階段,電池企業仍普遍習慣將電芯的防爆閥設計在頂部。電池防爆閥在頂部,對于電池包設計來說,在單個電芯熱失控過程中,就要求防爆閥上方要預留泄壓通道,將電池熱失控噴泄物引導到側面或者底部排除。然而,這一過程中這些高溫噴泄物極易蔓延到相鄰電芯或者電氣單元,進而使得電池包安全隱患增加。事實上,針對這一問題,國內整車企業已經在嘗試改變。上汽集團的魔方電池,就采用了不同于傳統電池包立式電芯的結構設計,而是將“電芯躺著放”。躺著放的一大好處就是電芯噴發口不再向上,改為側向噴發到底部托盤結構上,減少蔓延至周邊電芯的風險。無獨有偶,作為新晉電動汽車制造商的小米,也發布了新車預告,其電池防爆閥同樣也設立在電池底部。
同樣,蜂巢能源的設計也是將龍鱗甲電池使用的短刀電芯防爆閥創新設計在底部,其目的是一旦發生某個電芯熱失控可快速實現定向泄壓,噴發物可按指定方向、通過最優的通道迅速排出,不會蔓延至周邊電芯。
電池包要更安全,熱電分離是迭代方向
常規電芯防爆閥和極耳在同一側,熱失控泄壓區與高低壓線路處于同一區域。一旦一個電芯熱失控,噴發物容易在泄壓通道堆積,造成高壓短路。因而,要做到電池包真正的不起火甚至不冒煙,熱電分離是發展趨勢。防爆閥設計在電芯底部,也為“熱失控泄壓區和電源傳送區獨立創造了可能”,基于當前電池、整車企業基于電池熱失控的研究和安全設計其實已經非常成熟了,但是電芯一旦熱失控,噴發出來的氣-液-固混合體非常容易引起熱失控的“二次危害”,其中由“電”造成的二次危害是最嚴重的,像電?。〒舸┙饘侔?、燒熔金屬板等)、短路、絕緣失效等,“在這種情況下,本來可以壓制住的熱失控,瞬間就變成無法控制了。”
而不管是將防爆閥安裝在電池上方還是下方,它們的關鍵作用都是在電池內部氣體過壓或溫度異常時,通過閥門迅速排放氣體,保護電池的安全。從技術上來說,無論防爆閥安放在電池的哪個位置,其工作原理和效果是一樣的。最后,根據實際情況和安全要求,選擇將防爆閥安置在電池的上面或下面都是可以接受的。關鍵是在實際應用中,要根據電池的特性、工作環境和安全標準等因素來綜合考慮,并保證防爆閥的正常工作和安全保護功能。
而隨著新能源車型不斷增多以及電池防爆閥的生產成本逐漸增高,電池廠商尋求到能與之匹配的防爆片生產商會有一定難度,就算通過測試后,也需要很長時間驗證它的可行性,對于整車企業來說,自然又增加了匹配、采購的難度。